提高放大器线性度的失真抵消偏置电路及提高线性度方法技术

本发明专利技术涉及一种提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，所述失真抵消偏置电路包括失真电流提取电路、失真电流缩放电路和失真电流移除电路。其特征在于失真电流提取电路从三极管基极提取集电极与基极间反偏二极管产生的失真电流，然后将提取到的失真电流送入失真电流缩放电路进行初步缩放处理，失真电流移除电路将经过缩放的失真电流送回待抵消的三极管中完成失真抵消工作。该技术方案结构设计巧妙、整个失真抵消电路均在三极管的偏置电路中完成，不影响三极管本身的信号处理，可广泛用于各种放大器的设计中，并可与其它提高放大器线性度的技术同时使用，极大的提高了放大器的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种偏置电路，特别涉及一种提高放大器线性度的失真抵消偏置电路及提高线性度的方法，属于微电子
。
技术介绍
高性能放大器作为子电路单元广泛应用于各种通信系统中。收发信机中，用于驱动接收链路中模数转换器(AD)以及发射链路内功率放大器(PA)的放大器亦称驱动放大器，此类放大器输出信号幅度较大，信号容易失真。为了不影响系统性能，对驱动放大器的线性度指标有着较高的要求。用于提供功率放大器线性度的技术主要包括反馈、前馈、预失真技术和自适应偏置等技术。这些技术大多需要片外器件或环路来完成，不适用于全集成的放大器。用于全集成普通放大器(如运算放大器)的线性度提高技术主要包括反馈、局部反馈、输入夸导失真抵消技术，这些技术确实能够在一定程度上提高放大器线性度。现代无线通信系统(如无线线基站)对通信系统的线性度提出了越来越高的要求，现有的提高放大器线性度的技术已难以满足系统要求。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，该偏置电路利用三极管的基极偏置电路提取三极管集电极电压引起的失真电流，然后将提取到的失真电流按一定的比例反向馈送回三极管中，从而实现失真抵消。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下，一种提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，其特征在于，所述失真抵消偏置电路由失真抵消偏置电路和三极管构成，所述失真抵消偏置电路一端连接三极管的基极，另一端连接在三极管的发射极，所述失真抵消偏置电路用于提取及移除三极管集电极电压变化引起的失真。作为本专利技术的一种改进，所述失真抵消偏置电路包括失真电流提取电路、失真电流缩放电路和失真电流移除电路三个子单元，失真电流提取电路从三极管基极提取集电极与基极间二极管D2引起的失真电流tg ;失真电流缩放电路对提取到的失真电流按比例m(-10<m<10)进行缩放后送入失真电流移除电路；失真电流移除电路将经过缩放的失真电流通过三极管的发射极送入三极管，从而在三极管的集电极获得近乎无失真的电流。需要指出的是失真分量移除电路本身亦可以对失真电流进行缩放操作。所述失真抵消偏置电路连接在三极管的基极与发射极，与集电极信号无直接联系。失真电流提取电路在三极管的基极偏置电路中实现，而失真电流移除电路接入低阻抗的三极管发射极。作为本专利技术的一种改进，所述失真电流I流入NPN晶体管的发射极，然后从NPN晶体管的集电极进入比例缩放电路102，102设置为m:l电流镜，电路102将经过缩放后的失真电流送入失真电流移除电路103 ;失真电流移除电路103将接收到的失真电流麵i再次缩放々倍后，将大小为Iai的失真电流送入三极管200的发射极，完成失真电流的抵消工作；通过小信号分析推导出三极管200集电极小信号电流为%Ι = (1+Ι?)|-|.? = 0+Ι|-^?)?,当In =1+|!时，|g = _,该式表明三极管200集电极中已无任何失真电流。三极管200的线性度得到了极大的提高。作为本专利技术的一种改进，失真电流%流入PNP晶体管的发射极，然后从PNP晶体的集电极直接进入失真移除电路103中，由于失真移除电路103本身亦具有电流缩放能力，因此本案例中的比例缩放电路102可以移除。失真电流移除电路103将接收到的失真电流 缩放A倍后，送入三极管200的发射极，完成失真电流的抵消工作；通过小信号分析推导出三极管200集电极小信号电流为I3=鎢=(I+H-1Ji,当|=重+α时，I3=_,该式表明三极管200集电极中已无任何失真电流。三极管200的线性度得到了极大的提高。作为本专利技术的一种改进，失真电流提取电路102与待抵消的三极管200均为失真抵消电路103的一部分。其具体的失真抵消过程如下:失真电流I从NPN晶体管Τ2的发射极流入，从Τ2的集电极流出进入m:1电流镜；m:1电流镜将失真电流I缩放m倍后送入晶体管TI的集电极；晶体管T1、T2、T3以及电阻Rl、R2构成比例为々的电流镜，该电流镜将TI集电极电路缩放々倍后镜像到晶体管T3的集电极；得出三极管200 (T3)集电极的小信号电'2--=0+吨-戏=(1+a- mk%,当Ii = |+α时,I3=II,该式表明三极管2οο集电极中已无任何失真电流。三极管200的线性度得到了极大的提高。作为本专利技术的一种改进，该方案充分利用了差分信号的互补特性，进一步简化了失真抵消偏置电路的实现形式，其失真抵消过程如下:失真提取电路101通过晶体管Τ2、Τ5的发射极分别接收来自晶体管Τ3、Τ4的差分失真电流I与一I,然后将差分失真电流通过Τ2、Τ5的集电极 送入比例缩放电路102中；比例缩放电路102 —方面将来自Τ2集电极的失真电流I转送入晶体管Τ6的集电极，另一方面将来自Τ5集电极的失真电流一|送入晶体管TI的集电极；晶体管T1、T2、T3与电阻Rl、R2构成电流镜，该电流镜将TI集电极接收到的源自于T4的失真电流按比例k镜像到T3的集电极；晶体管T4、T5、T6与电阻R3、R4构成另一组电流镜，该电流镜将T6集电极接收到的源自于T3的失真电流I按比例k镜像到T4的集电极;得出晶体管T3的集电极电流晶体管T4的集电极电流:--=雌I霉《1+1|=-fl+? i)i。当|:=1+^时’晶体管T3、T4集电极电流=% = i，该式表明该电路中即使T3、T4的集电极已无失真电流分量。T3、T4的线性度得到了极大的提闻。采用上述电路提高放大器线性度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，I)失真电流提取电路101从三极管200基极提取集电极与基极间二极管D2引起的失真电流% ;2)失真电流缩放电路102对101提取到的失真电流按比例mm(-10〈m〈10)进行缩放后送入失真电流移除电路；3)失真电流移除电路103将经过缩放的失真电流通过三极管200的发射极送入三极管200，从而在三极管200的集电极获得近乎无失真的电流。相对于现有技术，本技术的优点如下:1)本专利技术的技术方案中所述的失真抵消偏置电路包括失真电流提取，失真电流缩放和失真移除三个子单元，所述失真抵消技术工作原理简单清晰；2)所述失真抵消偏置电路的工作过程为直接提取三极管中不希望的失真电流|，再将提取到失真电流^按比例缩放，最后将缩放后的失真电流叠加到三极管的集电极电流中；失真电流提取、缩放与移除动作均在三极管的基极偏置电路中完成，不影响三极管本身的信号处理工作；3)所述失真抵消偏置技术直接提高了三极管本身的线性度，而三极管是众多放大器电路的基本单元，因此所述失真抵消技术可广泛应用于各种放大器的设计中。【附图说明】图1为本专利技术所述失真抵消偏置电路； 图2 Ca)为实施例1电路原理图； 图2 (b)为实施例2电路原理图； 图3为实施例3电路原理图； 图4为实施例4电路原理图； 图5—图7为NPN型晶体管电路原理图； 图8 Ca)为现有技术折叠共集共基全差分放大器电路原理图； 图8 (b)为本专利技术方案替换后的电路原理图。 【具体实施方式】为了加深对本专利技术的理解和认识，下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步描述和介绍。参见图1，一种提高放大器线性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，其特征在于，所述失真抵消偏置电路由失真抵消偏置电路100和三极管200构成，所述失真抵消偏置电路100一端连接三极管的基极，另一端连接在三极管的发射极。

【技术特征摘要】
1.一种提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，其特征在于，所述失真抵消偏置电路由失真抵消偏置电路100和三极管200构成，所述失真抵消偏置电路100 —端连接三极管的基极，另一端连接在三极管的发射极。2.根据权利要求1所述的提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，其特征在于，所述失真抵消偏置电路100包括失真电流提取电路101、失真电流缩放电路102和失真电流移除电路103三个子单元，失真电流提取电路101从三极管200基极提取集电极与基极间二极管D2引起的失真电流I;失真电流缩放电路102对101提取到的失真电流按比例m(-10<m<10)进行缩放后送入失真电流移除电路；失真电流移除电路103将经过缩放的失真电流通过三极管200的发射极送入三极管200，从而在三极管200的集电极获得近乎无失真的电流。3.根据权利要求2所述的提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，其特征在于，所述失真电流%流入NPN晶体管的发射极，然后从NPN晶体管的集电极进入比例缩放电路102，102设置为m:1电流镜，电路102将经过缩放后的失真电流》&送入失真电流移除电路103 ；失真电流移除电路103将接收到的失真电流再次缩放々倍后，将大小为的失真电流送入三极管200的发射极，完成失真电流的抵消工作；通过小信号分析推导出三极管200集电极小信号电流为当—^+^时^^’该式表明三极管200集电极中已无任何失真电流。4.根据权利要求2所述的提高放大器线性度的失真抵消偏置电路，其特征在于，失真电流I流入PNP晶体管的发射极，然后从PNP晶体的集电极直接进入失真移除电路103中，失真电流移 除电路103将接收到的失真电流I缩放々倍后，送入三极管200的发射极，完成失真电流的抵消工作；通过小信号分析推导出三极管200集电极小信号电流为% = (1+ιι)|-Ι|=(1+ιι-Ι)|,当]|=|+|!时,?=!!,该式表明三极管2...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜亚伟，邹闽中，邓青，吴烜，
申请(专利权)人：南京美辰微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32